26.5. Ogólna budowa tokarek

Tokarka jest obrabiarką skrawającą stosowaną do toczenia przedmiotów. Poza toczeniem na tokarce można wykonywać operacje: wytaczania, wiercenia, rozwiercania, przecinania i radełkowania, a z użyciem dodatkowych przyrządów również frezowania i szlifowania. Tokarki należą do najbardziej rozpowszech­nionych obrabiarek do skrawania metali. Podstawowym rodzajem tokarki jest tokarka kłowa, umożliwiająca zamocowanie przedmiotu obrabianego w kłach znajdujących się we wrzecionie i w koniku. Wrzeciono jest napędzane silnikiem elektrycznym za pośrednictwem przekładni zębatych, które nadają przedmio­towi obrabianemu różne prędkości obrotowe, zależnie od wymaganej prędkości skrawania i średnicy przedmiotu. Nóż zamocowany w imaku może się przesuwać razem z suportem wzdłuż prowadnic łoża (przesuw wzdłużny) oraz poprzecznie względem osi wrzeciona (przesuw poprzeczny). Niezależnie od tego możliwe jest ręczne przesuwanie górnych sań narzędziowych, co wykorzystuje się do usta­wienia noża względem przedmiotu oraz do toczenia krótkich przedmiotów. Mechaniczne posuwy noża tokarskiego uzyskuje się od skrzynki posuwów za pośrednictwem wałka pociągowego (przy toczeniu wzdłużnym i poprzecznym) lub śruby pociągowej (przy toczeniu gwintów). Ruch obrotowy jest przeno­szony z wrzeciona na przedmiot obrabiany za pomocą zabieraka lub uchwytu szczękowego.

Wśród tokarek kłowych rozróżnia się: l) tokarki stołowe, ustawiane na stole, przeznaczone do obróbki małych przedmiotów, 2) tokarki produkcyjne, bez śruby pociągowej, umożliwiające wykonywanie wszelkich robót tokarskich z wyjątkiem gwintowania, 3) tokarki pociągowe, wyposażone w wałek pociągowy i śrubę pociągową, która umożliwia nacinanie gwintu, 4) tokarki ciężkie stosowane w różnych gałęziach przemysłu ciężkiego.

Do grupy tokarek zalicza się również: karuzelówki, rewolwerówki, pół­automaty i automaty tokarskie, zataczarki, tokarko-kopiarki oraz tokarki spe­cjalne branżowe, przeznaczone do wykonywania z góry ustalonych zadań w określonych gałęziach przemysłu, np. tokarki do kół wagonowych itp. W to­karkach ruch roboczy wykonuje przedmiot obrabiany, a ruch posuwo­wy — nóż.

26.6. Tokarki pociągowe

Na rys. 26-lOa przedstawiono tokarkę pociągową polskiej produkcji, najbar­dziej rozpowszechnioną w przemyśle metalowym. Można na niej wykonywać, oprócz wielu innych robót, nacinanie gwintów.

Na jednym końcu łoża l wyposażonego w prowadnice 2 znajduje się wrze-ciennik 3, a na drugim końcu jest umieszczony konik 4. Z boku łoża znajduje się śruba pociągowa 5, wałek pociągowy 6, zębatka 7 oraz skrzynka posuwów 8, przenosząca napęd z wrzeciennika na suport. Na prowadnicach łoża mogą się

233

przesuwać sanie wzdłużne 9 suportu połączone ze skrzynką suportową 10, na której jest umieszczona dźwignia 77 do włączania posuwu suportu za pomocą śruby pociągowej. Na saniach wzdłużnych są umieszczone sanie poprzeczne 72, a na nich obrotnica 13. Obrotnica służy do ustawienia pod dowolnym kątem sań narzędziowych 14 wyposażonych w imak narzędziowy 75. We wrzecienniku znajdują się mechanizmy przenoszące napęd z silnika na wrzeciono tokarki. Na wrzecionie jest umieszczony uchwyt szczękowy 7 7 wyposażony w cztery szczęki 18, do zamocowania materiału podczas obróbki. Typowym uchwytem jest uchwyt trzyszczękowy samocentrujący.

Wrzeciono tokarki jest wykonane w kształcie wałka z otworem przeloto­wym zakończonym stożkowe. W stożek ten wciska się kieł, który wraz z kłem 79 konika ustala niekiedy materiał podczas toczenia. Łoże tokarki jest ustawione na dnie blaszanej wanny 16 i wraz z nią jest przymocowane do podstawy 20.

Tokarka jest napędzana za pomocą silnika elektrycznego umieszczonego w podstawie, który przez wałek 27 i przekładnię pasową przenosi napęd na wrzeciennik. Ruch obrotowy z wrzeciennika jest przenoszony następnie za po­mocą przekładni zębatej na przekładnię skrzynki posuwów. Uruchomienie i za­trzymywanie wrzeciona oraz zmianę jego kierunku obrotu umożliwiają: dźwignia 26 i wałek 25.

234

Ze względu na bezpieczeństwo obsługi przekładnie pasowe i zębate są osłonięte osłonkami 23 i 24. Do pompowania cieczy chłodząco-smarującej służy pompa 22.

Wielkość tokarki kłowej jest określona rozstawem kłów L oraz największą średnicą przedmiotu toczonego w uchwycie d-^ lub w kłach di (rys. 26-106).

Loże tokarki

Łoże tokarki jest wykonane jako żeliwny odlew w kształcie dwóch belek 112 usztywnionych żebrami 3 (rys. 26-11). Górna część łoża to prowadnice suportu 5 oraz konika 6. Na płaskiej części 4 osadza się wrzeciennik. Suport więc przesuwa się po prowad­nicach zewnętrznych, a konik po prowadnicach wewnętrznych.

Prowadnice są utwardzone i mają strukturę żeliwa białego. Niekiedy spotyka się prowadnice wykonane ze stali i przykręcone do łoża. Pra­widłowe wykonanie łoża tokarki, a szczególnie prowadnic, wpływa w sposób decydujący na do­kładność pracy tokarki. Prowadnice łoża muszą być dokładnie czyszczone i smarowane, a osłony przy suporcie powinny zabezpieczać przed przedo­stawaniem się wiórów między prowadnice a suport. Rys. 26-11. Łoże tokarskie

Wrzecienniki tokarki

Wrzeciennikiem nazywa się zespół konstrukcyjny obrabiarki, w którym jest ułożyskowane wrzeciono. Zwykle we wrzecienniku są umieszczone również prze­kładnie do zmiany prędkości obrotowej wrzeciona oraz niezbędne mechanizmy sterujące. W zależności od rodzaju obrabiarki rozróżnia się wrzecienniki: tokarek, wiertarek, frezarek, szlifierek itp.

Wrzeciono

Wrzecionem nazywa się część obrabiarki w postaci wału, na którym osadza się uchwyt do zamocowania przedmiotu obrabianego, np. w tokarce, lub narzędzia, np. we frezarce. Wrzeciono jest podstawową częścią roboczą w obrabiarkach o ruchu roboczym obrotowym. Przednia część, zwana końcówką, jest przy-

235

Rys. 26-12. Wrzeciono tokarki: a) z osadzoną tarczą zabierakową, b) z kłem

stosowana do zakładania uchwytów i narzędzi. Na rys. 26-12 końcówka wrze­ciona ma znormalizowany otwór stożkowy do mocowania kła ściśle w osi wrzeciona oraz na obwodzie zewnętrznym gwint (starsze typy tokarek) i po­wierzchnię centrującą do mocowania tarczy zabierakowej lub uchwytów.

Konik

Konikiem 4 (rys. 26.10) nazywa się zespół tokarki (lub szlifierki) służący do podpierania obrabianych przedmiotów w postaci wałków ustalanych jednym końcem we wrzecionie. W wysuwanej tulei konika jest osadzony kieł, na którym wspiera się obrabiany przedmiot. Konik, osadzony na wewnętrznych prowad­nicach łoża tokarki, może być wzdłuż nich przesuwany i ustalany w dowolnym miejscu łoża za pomocą rękojeści.

Suport

Suportem tokarki nazywa się zespół konstrukcyjny wykonujący zwykle prostoliniowe ruchy posuwowe w jednym lub w dwóch kierunkach. Na suporcie mocuje się narzędzia skrawające, przeważnie noże. Suport występuje nie tylko w tokarkach, lecz również w strugarkach i frezarkach do kół zębatych. Pod­stawowymi częściami suportu są przesuwające się po prowadnicach sanie. Zależnie od kierunku przesuwu względem części obrabiarki wykonującej ruch główny, np. względem wrzeciona tokarki, rozróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne. Suport wyposażony w sanie wzdłużne i poprzeczne nosi nazwę krzyżowego, natomiast suport, w którego skład wchodzi część dająca się obracać względem sań (obrotni­ca), nazywa się skrętnym.

Skrzynkę suportową (rys. 26-13) mocuje się na saniach wzdłużnych suportu. Jest ona wyposażona w zespół mechanizmów, które umożliwiają przenoszenie napędu od śruby pociągowej lub wałka pociągowego na sanie wzdłużne lub poprzeczne suportu. Zasada działania skrzynki suportowej jest następująca:

Podczas wszystkich prac tokarskich, z wyjątkiem nacinania gwintów nożem, małe koło zębate 8 (rys. 26-13) współdziałające z zębatką 9 przymocowaną do łoża

Rys. 26-13. Skrzynka suportową

236

tokarki napędza sanie wzdłużne suportu. Koło zębate 8 jest napędzane mecha­nicznie od wałka pociągowego 7; może ono również być napędzane ręcznie przez obrót rękojeścią 20.

Przebieg mechanicznego napędu suportu w kierunku wzdłużnym tokarki jest następujący: z wałkiem pociągowym l, na którym jest nacięty na całej długości rowek wpustowy 2, jest połączony za pośrednictwem wpustu ślimak 3. Ślimak wraz ze skrzynką suportową mogą się przesuwać wzdłuż łoża tokarki. Wałek pociągowy 7 obracając się powoduje obracanie ślimaka 3, który napędza koło ślimakowe 4. Koło ślimakowe 4 może być połączone sztywno z kołem zębatym 6 za pomocą sprzęgła 5. Wówczas napęd jest przenoszony przez koła zębate 6 i 7 na koło 8.

Podczas nacinania gwintów za pomocą noża napęd suportu wzdłużnego jest uzyskiwany od śruby pociągowej. Do tego celu wykorzystuje się nakrętkę dwudzielną zwaną zamkiem.

Mechaniczny przesuw sań suportu poprzecznego w tokarce przedstawia się następująco (rys. 26-13): na wałku pociągowym 7 razem ze ślimakiem 3 jest osadzone koło zębate 10. Koło to obracając się powoduje obracanie się koła stożkowego 77 oraz kół 72, 13, 14 i 16. Za pomocą rękojeści 75 można sprzęg­nąć koło zębate 16 z kołem zębatym 77. Koło 77 obracając się powoduje obrót śruby pociągowej 18 poprzecznych sań suportu. Ręczny napęd poprzecznych sań suportu odbywa się przez obrót rękojeścią 79.

Nawrotnica (przekładnia nawrotna)

Umożliwia ona zmianę kierunku ruchu człowieka biernego przy stałym kierunku człona czynnego. Zmiany kierunku ruchu uzyskuje się przez włączanie różnych części przekładni. Włączanie tych części może następować przez prze­suwanie kół zębatych, np. w tokarkach, przez włączanie oddzielnych grup kół zębatych za pomocą sprzęgieł. W tokarkach nawrotnica służy do zmiany kierun­ku przesuwu mechanicznego sań wzdłużnych i poprzecznych bez zmiany kie­runku obrotów wrzeciona. Nawrotnica jest umieszczona zazwyczaj wewnątrz korpusu wrzeciennika. Nowoczesne tokarki są wyposażone w nawrotnice z koła­mi zębatymi przesuwnymi, o działaniu podobnym do działania skrzynek biegów ze wstecznym biegiem w pojazdach samochodowych.

Koło zmianowe

Między nawrotnicą a skrzynką posuwów na zewnątrz korpusu są umiesz­czone koła zębate osłonięte osłoną zabezpieczającą. Koła te nazywają się ko­łami zmianowymi. Tokarka jest wyposażona w zestaw kół zmianowych, które można dobierać zależnie od tego, jakie chce się otrzymać przełożenie między wrzecionem a suportem, co jest ważne przy nacinaniu na tokarce gwintów za pomocą noża.

Koła zmianowe powinien zakładać doświadczony pracownik. Zbyt silne dociśnięcie kół do siebie może doprowadzić do ich uszkodzenia w ruchu.

237

Przełożenie między suportem a wrzecionem przy nacinaniu gwintów wynosi

^

Sp

gdzie: 5„ — skok nacinanego gwintu, Sp — skok śruby pociągowej.

Skrzynka posuwów

Współczesne tokarki pociągowe, oprócz kół zmianowych, są wyposażone w skrzynki posuwów, które umożliwiają szybką zmianę wartości przełożenia. Spotyka się kilka odmian mechanizmów przekładniowych stosowanych w skrzyn­kach posuwów tokarki. Najczęściej stosowaną odmianą jest przekładnia Nortona (rys. 26-14). Napęd jest przenoszony do koła zmianowego na wielowypustowy

Rys. 26-14. Skrzynka Nortona

wałek / z kołem przesuwnym 10, osadzonym obrotowo w dźwigni d i zazębionym na stałe z kołem zębatym 11. Dźwignię d można przesuwać wzdłuż wałka / i wychylać w górę lub w dół za pomocą sworznia 9. Ruchy te umożliwiają zazębienie koła 11 z dowolnym kołem zębatym od l do 8 zaklinowanym na wałku //. Ustalenie dźwigni d po zazębieniu koła 11 odbywa się przez wprowadzenie sworznia 9 w odpowiedni otwór 0.

Imaki

Imakiem nazywa się przyrząd do zamocowania narzędzi skrawających, prze­ważnie noży. Imak jest zakładany na obrabiarkę lub stanowi jej część. Zależ­nie od liczby noży zamocowywanych w jednym imaku rozróżnia się imaki jednonożowe i wielonożowe. Na rys. 26-15 pokazano imaki jednopozycyjne i wielo-pozycyjne.

238

Rys. 26-15. Imaki: a) jednopozycyjne

l — słupowy, 2 — z płytką dociskową, 3 — sztywnej konstrukcji, 4 — z zamocowaniem noża trzema śrubami,

5 — wielonożowy

b) wielopozycyjne

/ — z głowicą nożową, 2 — czteronożowy, 3 — rewolwerowy o pionowej o»i obrotu, 4 — rewolwerowy cztero-

nożowy, 5 — rewolwerowy o poziomej osi obrotu

239

Nóż w imaku umocowuje się w sposób pewny i dostatecznie sztywny. Nie m on wystawać z imaka na odległość większą 1,5 wysokości trzonka noża. Trzo:

noża ustawia się w kierunku prostopadłym do osi toczenia, a wierzchołek n powinien znaleźć się na wysokości osi wrzeciona tokarki.

26.7. Mocowanie przedmiotu obrabianego

Urządzenia do mocowania przedmiotów dzieli się na: tarcze zabierakoine i zabieraki, uchwyty tokarskie samocentrujące, tarcze tokarskie, podtrzymki.

Kły tokarskie dzieli się na zwykłe i obrotowe. Służą one do mocowania długkii wałków. W tym celu wałek po obu stronach wyposaża' się w tzw. nakiełki, czyit otwory, które stanowią oparcie dla kłów tokarki.

Zamocowanie wałka w kłach wymaga jeszcze dalszych przyrządów, do któ­rych zalicza się tarczę zabierakową i zabierak (rys 26-16). Zamocowanie walkaii w kłach pokazano na rys. 26-17. Wałek 7 wspiera się na kłach 5 i 6. Na wałku tym jest umocowany zabierak 4, wsparty na palcu 3 tarczy zabierakowej 2 na­kręconej na wrzeciono tokarki. W przypadku gdy wrzeciono tokarki zacznie snę

Rys. 26-16. Zabieraki i tarcze zabierakowe: u) zabierak prosty, h) zabierak hakowy, c) tarcza

zabierakową do zabieraków prostych, d) tarcza do zabieraków hakowych

s — śruba dociskająca, p — przedmiot, w — palec zabieraka, k — kołek, o — obudowa

240

Rys. 26-17. Zamocowanie wałka w kłach

obracać, to wraz z nim zacznie się obracać wałek napędzany tarczą zabierakową i zabierakiem.

Aby zapobiec uginaniu się wałka pod jego własnym ciężarem, długie wałki obrabiane w kłach podpiera się w połowie długości podtrzymką stalą przymocowa­ną do łoża tokarki lub podtrzymką ruchomą umocowaną na suporcie.

Uchwyty tokarskie służą do szybkiego mocowania przedmiotu obrabianego współosiowo z wrzecionem. Najczęściej stosowanym uchwytem do mocowania przedmiotów małych i średniej wielkości jest uchwyt samocentrujący spiralny (rys. 26-18fl). Składa się on z koła zębatego stożkowego napędzającego i koła talerzowe-

\Szczęl<a \lgMka/ Kys. 26-18. Uchwyty samocentrujące: a) spiralny, b) zębatkowy

16 Technologia ogólna

241

---